JPH10155341A - コンバイン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穀稈供給量（Ｑ）によって作業負荷変
化を予測してエンジン（２１）制御を行い、作業負荷変
化に対するエンジン（２１）制御の応答遅れをなくし、
エンジン（２１）制御を敏速に行わせる。 【解決手段】 エンジン（２１）回転数（Ｒ）を略一
定に保つエンジン（２１）制御を行い乍ら収穫作業を行
うコンバインにおいて、穀稈供給量（Ｑ）に基づいて作
業負荷変動を予測してエンジン（２１）回転目標値を演
算し、該目標値に基づきエンジン（２１）制御を自動的
に行うコントローラ（６０）（７５）を設けたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は穀稈を連続的に刈取
って脱穀するコンバインに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、刈取作業負荷、
脱穀作業負荷、または走行負荷のいずれか１つが変化す
ることにより、エンジン回転数が変化し、刈取速度、脱
穀速度、または走行速度が変更される不具合がある。そ
こで、エンジン回転数を略一定に保つようにエンジン出
力制御を行うことにより、前記各作業速度が作業負荷変
化によって変更される不具合をなくせるが、エンジンの
回転が低下することによって負荷増加を検出し、燃料供
給量を増やしてエンジン回転を上げ、負荷増大に対して
エンジン回転を一定に保つエンジン制御を行っていたか
ら、負荷変化に対してエンジン制御の応答が遅れ易く、
またハンチング制御動作が行われ易いと共に、エンジン
が過負荷運転された後で過負荷警報され、エンジンがオ
ーバーヒートし易い等の不具合がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】然るに、本発明は、エン
ジン回転数を略一定に保つエンジン制御を行い乍ら収穫
作業を行うコンバインにおいて、穀稈供給量に基づいて
作業負荷変動を予測してエンジン回転目標値を演算し、
該目標値に基づきエンジン制御を自動的に行うコントロ
ーラを設けたもので、穀稈供給量によって作業負荷変化
を予測してエンジン制御を行うから、作業負荷変化に対
するエンジン制御の応答遅れをなくし得、エンジン制御
を敏速に行わせ得るものである。

【０００４】また、収穫作業負荷変動幅が設定以上にな
ったときにエンジン回転目標値に基づきエンジン制御を
行わせるように構成したもので、エンジン制御のハンチ
ングを防止し得るものである。

【０００５】また、エンジン制御を行わせるエンジン回
転目標値が一定以上になったときに過負荷警報するよう
に構成したもので、エンジンの過負荷運転を低減させて
オーバーヒートなどを防止し得るものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１はエンジン制御回路図、図２は全
体側面図、図３は同平面図であり、図中（１）は走行ク
ローラ（２）を装設するトラックフレーム、（３）は前
記トラックフレーム（１）上に架設する機台、（４）は
フィードチェン（５）を左側に張架し扱胴（６）及び処
理胴（７）を内蔵している脱穀部、（８）は刈刃（９）
及び穀稈搬送機構（１０）などを備える刈取部、（１
１）は昇降支点筒軸（１２）を介して刈取部（８）を昇
降させる油圧シリンダ、（１３）は排藁チェン（１４）
終端を臨ませる排藁処理部、（１５）は脱穀部（４）か
らの穀粒を揚穀筒（１６）を介して搬入する穀物タン
ク、（１７）は前記タンク（１５）の穀粒を機外に搬出
する排出オーガ、（１８）は運転操作部（１９）及び運
転席（２０）を備える運転台、（２１）は運転席（２
０）下方に設けるエンジンであり、連続的に穀稈を刈取
って脱穀するように構成している。

【０００７】また、操向及び昇降用操作レバー（２２）
をフロントコラム（２３）に設けると共に、走行主変速
レバー（２４）、走行副変速レバー（２５）、刈取クラ
ッチレバー（２６）及び脱穀クラッチレバー（２７）を
サイドコラム（２８）に設けるもので、前記運転台（１
８）内部の前側及び左側に各コラム（２３）（２８）を
配設させると共に、運転台（１８）のステップ上面に主
クラッチペダル（２９）を設け、操作部（１９）を構成
している。

【０００８】さらに、図４に示す如く、前記油圧シリン
ダ（１１）を作動させる油圧ポンプ（３０）をエンジン
（２１）に常時連結させ、前記扱胴（６）を駆動する脱
穀入力プーリ（３１）にテンション型脱穀クラッチ（３
２）を介してエンジン（２１）の出力プーリ（３３）を
連結させると共に、前記走行クローラ（２）に走行変速
出力を伝えるミッションケース（３４）を備え、ミッシ
ョンケース（３４）の入力プーリ（３５）にテンション
型走行主クラッチ（３６）を介してエンジン（２１）の
出力プーリ（３７）を連結させ、また前記刈取部（８）
に駆動力を伝える刈取入力プーリ（３８）にテンション
型刈取クラッチ（３９）を介してミッションケース（３
４）の刈取駆動プーリ（４０）を連結させ、ミッション
ケース（３４）の走行主変速出力を刈取部（８）に伝
え、刈取部（８）を車速同調駆動するように構成してい
る。また、前記走行クローラ（２）の回転を検出するピ
ックアップ型車速センサ（４１）と、左右走行クローラ
（２）（２）の駆動を各別に中止させる左右サイドクラ
ッチ（４２）（４２）と、前記サイドクラッチ（４２）
切動作と連動して走行クローラ（２）を制動する左右操
向ブレーキ（４３）（４３）と、左右走行クローラ
（２）（２）の両方を同時に制動する駐車用主ブレーキ
（４４）を、前記ミッションケース（３４）に設けてい
る。

【０００９】さらに、図５に示す如く、前記穀稈搬送機
構（１０）を形成する穀稈搬送チェン（４５）を刈取部
（８）に設け、刈刃（１０）によって株元を切断した穀
稈を前記搬送チェン（４５）により挾持してフィードチ
ェン（５）始端部に送給すると共に、前記搬送チェン
（４５）の搬送系路中に、穀稈の有無を検出するセンサ
アーム（４６）とリミットスイッチ型作業センサ（４
７）を取付けている。また、前記搬送チェン（４５）に
穀稈を挾持させる挾扼杆（４８）を設け、該挾扼杆（４
８）を搬送チェン（４５）に弾圧支持する挾扼ホルダ
（４９）に、搬送チェン（４５）によって送給される穀
稈量を検出するセンサアーム（５０）とポテンショメー
タ形供給量センサ（５１）を取付けている。そして、収
穫作業時、前記搬送チェン（４５）に送られる穀稈によ
ってセンサアーム（４６）を介して作業センサ（４７）
が作動し、刈取り動作を確認すると共に、前記搬送チェ
ン（４５）に挾持される穀稈量が変化することによって
挾扼杆（４８）が搬送チェン（４５）に対して接離する
ことにより、前記挾扼杆（４８）の接離動作によってセ
ンサアーム（５０）を介して供給量センサ（５１）が作
動し、刈取部（８）で刈取られて脱穀部（４）に送給さ
れる穀稈量を前記センサ（５１）によって検出するよう
に構成している。

【００１０】さらに、図１に示す如く、前記エンジン
（２１）の燃料噴射ポンプの燃料噴射量を調節する電子
ガバナ（５２）を設けるもので、燃料噴射量を調節する
電子ガバナ（５２）のラックを作動させるラックアクチ
ュエータ（５３）と、燃料噴射量を検出するラック位置
センサ（５４）と、エンジン（２１）の回転数を検出す
るピックアップ型回転センサ（５５）と、電子ガバナ
（５２）内部の温度変化を検出して前記各センサ（５
４）（５５）の出力を補正させるオイル温度センサ（５
６）を、電子ガバナ（５２）に設けると共に、前記エン
ジン（２１）の冷却水温を検出する冷却水温センサ（５
７）と、作業者が操作するアクセルレバー（５８）また
はペダルの操作量を検出するポテンショメータ型アクセ
ルセンサ（５９）と、前記電子ガバナ（５２）を、マイ
クロコンピュータで構成する電子ガバナコントローラ
（６０）に接続させ、前記各センサ（５４）〜（５７）
（５９）値に基づきラックアクチュータ（５３）を作動
制御し、エンジン（２１）の回転数を略一定に保って脱
穀部（４）及び刈取部（８）などを駆動するように構成
している。

【００１１】また、前記エンジン（２１）、脱穀部
（４）、ミッションケース（３４）など走行部、刈取部
（８）の無負荷運転時の負荷が適正か否かを表示及び警
報するランプ（６１）（６２）（６３）（６４）及びブ
ザー（６５）と、エンジン（２１）の出力（運転負荷）
を表示する負荷表示器（６６）を、前記電子ガバナコン
トローラ（６０）に接続させ、エンジン（２１）始動
時、脱穀部（４）及びミッションケース（３４）及び刈
取部（８）への動力出力時、各部の無負荷運転時の駆動
負荷が正常範囲内であるか否かを自動的に判断し、各ラ
ンプ（６１）〜（６４）及びブザー（６５）によって各
部の作動状況を知らせる。また、エンジン（２１）によ
って脱穀部（４）だけを駆動する手扱ぎ作業時、電子ガ
バナ（５２）を手扱ぎモードで制御する手扱スイッチ
（６７）を前記コントローラ（６０）に接続させ、手扱
スイッチ（６７）のオン操作により、作業者が穀稈をフ
ィードチェン（５）に供給して脱穀するのに必要な動力
をエンジン（２１）制御により出力させ、手扱ぎ作業に
適した状態で脱穀部（４）を駆動すると共に、手扱ぎ作
業時に脱穀負荷が設定以上に大きくなったとき、作業の
異常を検出してブザー（６５）を鳴動させかつラックア
クチュエータ（５３）制御によりエンジン（２１）を自
動的に停止させるように構成している。また、脱穀部
（４）の排藁処理部（１３）に設ける藁カッター（１３
ａ）を脱着させたとき、または刈取部（８）に補助引起
しケースを装着したとき、試運転時に、脱穀部（４）ま
たは刈取部（８）の駆動負荷が各部の無負荷運転時の駆
動負荷よりも異常に大きくなったとき、前記と同様に、
ブザー（６５）を鳴動させかつラックアクチュエータ
（５３）制御によりエンジン（２１）を自動的に停止さ
せるように構成している。

【００１２】さらに、前記操作レバー（２２）操作によ
って左右操向シリンダ（６８）（６９）を制御して左右
サイドクラッチ（４２）（４２）及び左右操向ブレーキ
（４３）（４３）を作動させたときにオンになる左右操
向ブレーキスイッチ（７０）（７１）と、主クラッチペ
ダル（２９）及び駐車ブレーキレバー（７２）の操作に
よって主クラッチ（３６）を切にしかつ主ブレーキ（４
４）を入にしたときに夫々オンになる主クラッチスイッ
チ（７３）と主ブレーキスイッチ（７４）と、前記車速
センサ（４１）を、マイクロコンピュータで構成する作
業コントローラ（７５）に接続させると共に、刈取クラ
ッチレバー（２６）の刈取クラッチ（３９）入操作によ
ってオンになる刈取スイッチ（７６）と、脱穀クラッチ
レバー（２７）の脱穀クラッチ（３２）入操作によって
オンになる脱穀スイッチ（７７）を、前記作業コントロ
ーラ（７５）に接続させる。また、作業コントローラ
（７５）と前記電子ガバナコントローラ（６０）を接続
させる。そして、図６に示す如く、エンジン（２１）を
始動させたとき、ラック位置センサ（５４）と回転セン
サ（５５）の検出結果に基づき、ガバナコントローラ
（６０）によってエンジン（２１）の無負荷運転（アイ
ドリング）時の駆動負荷即ちアイドリング負荷（Ｐ１＝
Ａ）を演算させ、アイドリング負荷（Ａ）が設定範囲外
のときにエンジンランプ（６１）を点滅させ乍らブザー
（６５）を鳴動させ、エンジン（２１）部の異常を知ら
せる。また、前記脱穀クラッチレバー（２７）操作によ
って脱穀クラッチ（３２）を入にし、脱穀部（４）を駆
動することにより、脱穀スイッチ（７７）がオンにな
り、ラック位置センサ（５４）と回転センサ（５５）の
検出結果に基づき、ガバナコントローラ（６０）によっ
て無負荷運転時の脱穀部（４）の駆動負荷（Ｃ＝Ｐ２−
Ｐ１）を演算させ、無負荷運転時の脱穀負荷（Ｃ）が設
定範囲外のときに脱穀ランプ（６２）を点滅させ乍らブ
ザー（６５）を鳴動させ、脱穀部（４）の異常を知らせ
る。また、前記ペダル（２９）またはレバー（７２）操
作によって主クラッチ（３６）を入にし、主クラッチス
イッチ（７３）がオフになって走行出力状態を検出した
とき、ラック位置センサ（５４）と回転センサ（５５）
の検出結果に基づき、ガバナコントローラ（６０）によ
って無負荷運転時のミッションケース（３４）の走行負
荷（Ｄ＝Ｐ３−Ｐ２）を演算させ、無負荷運転時の走行
負荷（Ｄ）が設定範囲外のときに走行ランプ（６３）を
点滅させ乍らブザー（６５）を鳴動させ、ミッションケ
ース（３４）入力部の異常を知らせる。また、前記刈取
クラッチレバー（２６）操作によって刈取クラッチ（３
９）を入にし、刈取部（８）を駆動することにより、刈
取スイッチ（７６）がオンになり、ラック位置センサ
（５４）と回転センサ（５５）の検出結果に基づき、ガ
バナコントローラ（６０）によって無負荷運転時の刈取
部（８）の駆動負荷（Ｅ＝Ｐ４−Ｐ３）を演算させ、無
負荷運転時の刈取負荷（Ｅ）が設定範囲外のときに刈取
ランプ（６４）を点滅させ乍らブザー（６５）を鳴動さ
せ、刈取部（８）の異常を知らせるように構成してい
る。

【００１３】さらに、前記作業センサ（４７）と、供給
量センサ（５１）を、前記作業コントローラ（７５）に
接続させると共に、前記主変速レバー（２４）を収穫作
業速度域で変速動作させる変速モータ（７８）を前記作
業コントローラ（７５）に接続させ、図７に示す穀稈供
給量（Ｑ）とエンジン（２１）の出力（Ｐ）の相対関係
により、供給量センサ（５１）から出力される刈取部
（８）の穀稈供給量（Ｑ）に基づきエンジン（２１）の
負荷変動を予測し、実際に穀稈供給量（Ｑ）によって脱
穀負荷が増減してエンジン（２１）負荷が増減するまで
に、変速モータ（７８）の車速制御により、穀稈供給量
（Ｑ）を変更し、脱穀部（４）の穀稈供給量（Ｑ）を略
一定（Ｑ１＜Ｑ＜Ｑ２）に保ち、エンジン（２１）の負
荷変化即ち出力（Ｐ）を略一定（Ｐ５＜Ｐ＜Ｐ６）に維
持するように構成している。また、脱穀部（４）に送給
される穀稈供給量（Ｑ）が基準値（Ｑ１、Ｑ２）内で、
エンジン（２１）の出力（Ｐ）が設定値（Ｐ５、Ｐ６）
以外のとき、供給量基準値（Ｑ１、Ｑ２）を小さくした
り大きくすることにより、エンジン出力（Ｐ）が設定値
（Ｐ５、Ｐ６）内で作業が行えるように供給量基準値
（Ｑ１、Ｑ２）が補正され、エンジン（２１）負荷を略
一定（Ｐ５＜Ｐ＜Ｐ６）に保ち乍ら作業能率を向上させ
る車速制御が行えるように構成している。

【００１４】さらに、図７に示す如く、穀稈供給量
（Ｑ）とエンジン（２１）の出力（Ｐ）との関係を圃場
試験により求めてデータ入力させると共に、図９のフロ
ーチャートに示す如く、前記供給量センサ（５１）の一
定時間前の供給量（Ｑｍ）と現在の供給量（Ｑｎ）に基
づき、供給量変化率（ｄＱ）を演算（ｄＱ＝１＋（Ｑｎ
−Ｑｍ）／Ｑｍ）し、図８に示す如く、前記変化率（ｄ
Ｑ）が基準（図７のデータ）よりも大きいとき、車速制
御の基準回転数（Ｒ）を１ステップ（Ｒ１からＲ２、ま
たはＲ２からＲ３）上げる一方、前記変化率（ｄＱ）が
基準（図７のデータ）よりも小さいとき、車速制御の基
準回転数（Ｒ）を１ステップ（Ｒ２からＲ１、またはＲ
３からＲ２）下げるもので、前記穀稈供給量（Ｑ）の変
化率（ｄＱ）に基づきエンジン（２１）の負荷即ち出力
（Ｐ）を想定し、目標エンジン回転数（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３）を変化率（ｄＱ）の変動幅に応じて高めに設定し、
ラック位置センサ（５４）及び回転センサ（５５）の検
出結果に基づくラックアクチュエータ（５３）自動制御
の応答速度を早くすると共に、前記変化率（ｄＱ）の変
動幅が設定値以上になったときに、目標エンジン回転数
（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を自動的に修正し、この修正制御
のハンチングを防ぐように構成している。

【００１５】上記から明らかなように、エンジン（２
１）回転数（Ｒ）を略一定に保つエンジン（２１）制御
を行い乍ら収穫作業を行うコンバインにおいて、穀稈供
給量（Ｑ）に基づいて作業負荷変動を予測してエンジン
（２１）回転目標値を演算し、該目標値に基づきエンジ
ン（２１）制御を自動的に行うコントローラ（６０）
（７５）を設け、穀稈供給量（Ｑ）によって作業負荷変
化を予測してエンジン（２１）制御を行い、作業負荷変
化に対するエンジン（２１）制御の応答遅れをなくし、
エンジン（２１）制御を敏速に行わせると共に、収穫作
業負荷変動幅が設定以上になったときにエンジン（２
１）回転目標値に基づきエンジン（２１）制御を行わ
せ、エンジン（２１）制御のハンチングを防止するよう
に構成している。

【００１６】また、上記のように、穀稈供給量（Ｑ）の
変化率（ｄＱ）に基づきエンジン（２１）の目標回転数
（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を上げ、負荷増大に対してエンジ
ン出力（Ｐ）を増加させて補うことにより、目標エンジ
ン回転数（Ｒ３）がエンジン（２１）の最大出力（Ｐ）
の設定値（例えばＰ×０．９＝９０パーセント）よりも
大きくなったとき、前記ブザー（６５）を断続鳴動さ
せ、エンジン（２１）の過負荷を警報し、エンジン（２
１）がオーバーヒートするのを防ぐもので、エンジン
（２１）制御を行わせるエンジン（２１）回転目標値が
一定以上になったときに過負荷警報し、エンジン（２
１）過負荷を予報し、エンジン（２１）の過負荷運転を
低減させてオーバーヒートなどを防止するように構成し
ている。

【００１７】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、エンジン（２１）回転数（Ｒ）を略一定に保つエン
ジン（２１）制御を行い乍ら収穫作業を行うコンバイン
において、穀稈供給量（Ｑ）に基づいて作業負荷変動を
予測してエンジン（２１）回転目標値を演算し、該目標
値に基づきエンジン（２１）制御を自動的に行うコント
ローラ（６０）（７５）を設けたもので、穀稈供給量
（Ｑ）によって作業負荷変化を予測してエンジン（２
１）制御を行うから、作業負荷変化に対するエンジン
（２１）制御の応答遅れをなくすことができ、エンジン
（２１）制御を敏速に行わせることができるものであ
る。

【００１８】また、収穫作業負荷変動幅が設定以上にな
ったときにエンジン（２１）回転目標値に基づきエンジ
ン（２１）制御を行わせるように構成したもので、エン
ジン（２１）制御のハンチングを防止できるものであ
る。

【００１９】また、エンジン（２１）制御を行わせるエ
ンジン（２１）回転目標値が一定以上になったときに過
負荷警報するように構成したもので、エンジン（２１）
の過負荷運転を低減させてオーバーヒートなどを防止で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン制御回路図。

【図２】全体の側面図。

【図３】同平面図。

【図４】エンジン出力説明図。

【図５】穀稈供給量センサ部の平面図。

【図６】エンジン負荷線図。

【図７】エンジン出力線図。

【図８】エンジン回転数線図。

【図９】負荷変動制御フローチャート。

【図１０】過負荷警報フローチャート。

【符号の説明】

（２１） エンジン （６０） 電子ガバナコントローラ （７５） 作業コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転数を略一定に保つエンジン
   制御を行い乍ら収穫作業を行うコンバインにおいて、穀
   稈供給量に基づいて作業負荷変動を予測してエンジン回
   転目標値を演算し、該目標値に基づきエンジン制御を自
   動的に行うコントローラを設けたことを特徴とするコン
   バイン。
2. 【請求項２】 収穫作業負荷変動幅が設定以上になった
   ときにエンジン回転目標値に基づきエンジン制御を行わ
   せるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の
   コンバイン。
3. 【請求項３】 エンジン制御を行わせるエンジン回転目
   標値が一定以上になったときに過負荷警報するように構
   成したことを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。